基因治疗:解决难题的万能钥匙?
来源:人民网-科普中国
基因治疗,顾名思义,就是通过对人体中有问题的基因进行基因工程处理,从而达到治疗疾病的目的。它的具体过程一般是将正常的目的基因放进特定的载体中, 然后将载体导入人体的特定细胞, 从而使这些细胞利用新导入的基因来制造我们所需要的蛋白,最终达到治病的目的。理论上来说,基因治疗能从根本上真正精准地治愈常规疗法所不能解决的疾病。
基因治疗的启程
1990年,一则医疗领域的消息吸引了全世界的目光。当年9月14日,美国国立卫生研究院临床中心采用基因治疗成功治愈了一位患有先天性重度联合免疫缺陷病的患者。美国医学家安德森等人将正常的ADA基因导入病人的白细胞中,并确保正常基因得以表达,然后再把这些白细胞重新输送回患者体内。此后患者的身体生产ADA的能力大幅提高,健康状况也一直保持良好。安德森因此被誉为“基因治疗之父”。
在这个案例的鼓舞下,很多患者相信彻底治愈遗传疾病的曙光已然出现。此后,数千例基因治疗项目遍地开花,全世界范围内都掀起了基因治疗的热潮,全民沉浸在基因治疗的狂欢之中。
基因治疗的曲折
然而,好景不长,两起震惊世界的临床案例给基因治疗热潮中的人们泼了一盆冰水。基因治疗的安全性问题以一种悲剧性的方式呈现在人们面前。
1999年9月17日,18岁的亚利桑那男孩Jesse在美国宾夕法尼亚大学参加一项基因治疗的临床试验时不幸去世。这是自1990年以来的第一个死亡病例。人们第一次意识到,原来基因治疗也会致死,基因治疗并不是解决一切问题的万能钥匙。
这个可怜男孩的死亡的直接诱因是转移基因所用的载体——病毒。Jesse在宾夕法尼亚大学正式签订了参加临床试验的知情同意书。Jesse被告知,他将要参加的仅仅是临床一期的试验。在此期间,将要注射到他体内的是不携带鸟氨酸氨甲酰基转移酶基因的“空”病毒,试验的目的是为了检验整个流程的安全性而非治疗效果。
然而,就在接受病毒注射的9月13日当晚,Jesse便陷入高烧和深度昏迷。随后几天之内,他的多个脏器出现衰竭症状。9月17日,Jesse被诊断为脑死亡。当病毒进入他的体内之后,机体发生强烈的免疫反应,释放大量的细胞因子,对病毒所在的组织造成严重破坏,进而导致多器官衰竭,最终死亡。
实验中所用的腺病毒对于人体来说一般不会造成剧烈的免疫反应。很多人都曾经感染过腺病毒,由于此病毒引起的免疫反应较弱,甚至不被人发觉。后来,据医生推测,Jesse曾经感染过类似的病毒,因而机体在实验中再次接触到这类病毒时,引发了原先保持“沉默”的免疫记忆细胞的强烈免疫反应,正是这一原因导致了他的死亡。
基因治疗时导入人体的细胞在一段时间之后都会因为细胞自身寿命较短而死亡,因此治疗效果难以持续。同时,因为免疫反应的存在,相同载体不能使用第二次,否则会引发机体的强烈抵制。这两个因素使得基因治疗效果大打折扣。
因为基因本身不能直接进入人体细胞,需要一个载体来携带;而病毒不但能主动进入细胞,还可以把携带的基因插入到细胞的基因组中,所以常常被作为载体使用。但是病毒会引起强烈的免疫反应,还有可能因为病毒插入的位置不对而导致其他基因出问题甚至发生癌变。
一路走来,基因治疗历经波折,整个基因治疗领域受到沉重的打击。各国监管机构叫停了几乎所有基因治疗。虽然大多数实验随后仍能恢复进行,但是在大众媒介的宣传下,公众对基因治疗产生了极大的恐慌和不信任感,很多实验也难以招到志愿者,研究陷入困难。
心怀希望,继续前进
正如我们所了解到的,载体是基因治疗中的关键因素,科学家也致力于制造合适的载体——一种既不会引发强烈免疫反应,又能将携带的基因插入正确位置的载体。从原先的腺病毒载体到后来的腺相关病毒载体,再到后来的逆转录病毒载体、慢病毒载体,科学家从来没有停止过探索的脚步。
也许假以时日科学家能找到一种合适的载体,从而真正降低基因治疗中存在的巨大风险。无论如何我们要和科学家一样,对基因治疗抱有信心,共同克服难题,最终将基因治疗变成一种实用的根治方法,造福全人类。